Temat: Wyznaczanie prędkoœci rozchodzenia się fal akustycznych
1 Wstęp teoretyczny
Pojemnoœciš elektrycznš przewodnika nazywa się wielkoœć fizycznš, której miara jest wielkoœć wprowadzonego ładunku elektrycznego Q do potencjału V, jaki ten ładunek wywoła:
Pojemnoœć jednostkowš będzie miał taki przewodnik, który po wprowadzeniu ładunku 1 kulomba uzyska potencjał 1 wolta. Jednostka ta została nazwana faradem [F]:
Zatem w celu obliczenia pojemnoœci kondensatora należy obliczyć jaki ładunek odkłada się na jego okładkach oraz należy zmierzyć napięcie na jego zaciskach.
2 Użyte przyrzšdy
- rezystor
- kondensator
- mikroamperomierz magnetoelektryczny kl. 0,5 zakres 75A
- woltomierz magnetoelektryczny kl. 0,5 zakres 150V
- zasilacz stabilizowany
3 Schemat pomiarowy
R - rezystor
C - kondensatror
P - prostownik
W - odłšcznik
4 Przebieg ćwiczenia
W celu wyznaczenia ładunku który gromadzi się na okładkach kondensatora należy zmontować układ pomiarowy, naładować kondensator do napięcia U i zwolnić przycisk W. Następnie obserwować i notować zmiany pršdu I w czasie t Z tych dany sporzšdzić wykres krzywej rozładowania I=(t). Powierzchnia pod tš krzywš jest równa ładunkowi który znajdował się na okładkach kondensatora. Znajšc wartoœć ładunku i napięcie na zaciskach można obliczyć jego pojemnoœć.
5 Tabela pomiarowa
I t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t1-10
A s s s s s s s s s s s
65 0
60 1,19
55 1,97
50 3,00 2,90 2,47 3,06 2,94 3,07 2,93 2,94 3 2,97 2,9
45 3,70
40 4,75
35 6,28
30 7,62 7,72 7,69 7,88 7,63 7,88 7,72 7,65 7,66 7,75 7,7
25 9,35
20 11,38
15 14,09 14,03 14,03 14,03 14,03 14,04 14,06 14,00 14,03 14,05 14
10 17,66
5 23,63
0 52,93
- t1-10 obliczam ze wzoru
t1-10 =
- pojemnoœć obliczam ze wzoru
In , In+1 - długoœci podstaw trapezu ( powstałych na wykresi I=(t) )
T - wysokoœć trapezy równa (tn+1 - tn)
U - napięcie na zaciskach kondensatora
Q = (75+46+47+38+47+56+45+44+45+47+45+45+78)*10-6 C
Q = 658 * 10-6 C Q
U = 135 V U
6 Ocena dokładnoœci pomiaru
Q = (T*I)+ (T*I)+(In+In+1)*t
Q = (T*I)+(In+In+1)*t
In , In+1 - długoœci podstaw trapezu
T - wysokoœć trapezy równa (tn+1 - tn)
t - błšd odczytu czasy = 0,05 s
I - bezwzględny błšd odczytu pršdu
Q = 36,5 * 10-6 [C]
= 0,75V
= 0,375A
C =
C (4,5F do 5,2 F)
7 Obliczone wielkoœci
Q C
C F
658*10-6 5
8 Wnioski i spostrzeżenia
W celu sprawdzenia czy otrzymane wyniki sš prawidłowe korzystam ze wzoru
po przekształceniu otrzymuje funkcje, która w sposób liniowy opisuje płynšcy pršd podczas rozłšdowania kondensatora.
wykonuje wykres
(t)